大概念理念下初中化学单元整体教学
2024-01-02山东省德州市陵城区第三中学耿俊双
■山东省德州市陵城区第三中学 耿俊双
《义务教育化学课程标准(2022 年版)》强调“构建大概念统领的化学课程内容体系”这一内容,同时要求教师注重大概念组织单元教学,充分发挥大概念的统领作用。由此可见,初中化学教师在实施课程教学时,有必要以大概念为统领,优化单元整体教学模式与活动,体现学生综合学习的过程,优化其学习能力及素养,让学生在大概念的统领下完成一系列的学习实践与操作任务,明确探究知识点之间的内在联系,建构完整的知识体系,把握知识的本质,灵活地解决具体的问题,借此帮助学生达成学科核心素养的培育,更好地落实新课程标准的原则与理念。
一、提炼:综合研读单元内容
初中化学教师在实施单元整体教学时,应该综合研读单元教学内容,从中提炼出大概念,明确本单元所教学的具体内容及方向,这样才能实现针对性教学。所以教师要准确把握新课标,细致解读教材,从中提炼出单元大概念。以此为基础,完善课程教学活动设计,这样才能保证单元整体教学的效率得到大幅提升,优化学生的学习活动与模式。
以人教版初中化学课本教材为例,在教学《酸碱盐》一课时,为了实现更科学且高效的单元整体教学,教师要完成对大概念的有效提炼,综合研读单元内容。
首先,教师要明白本单元涉及的课程标准内容要求。比如,本单元需要学生认识酸碱的主要性质及用途,知道酸碱的腐蚀性,初步了解常见酸碱溶液的稀释方法,明确酸碱指示剂和pH 试纸在检测溶液酸碱性方面的具体方式方法,这些都是本单元课程教学的具体要求。学生在学习的过程中,要从宏观和微观结合的角度完成对相关知识点的具象认知。
其次,教师完成课标及教材内容的分析与解读后,要从中提炼出有关整个单元的大概念。对此,教师可以设计“从宏观、微观以及实际应用方面探究酸碱盐”这一大概念。结合这一大概念,学生将明确本单元整体学习的具体目标及方向,将尝试从宏观、微观以及实际应用三个方面着手探究本单元的酸碱盐知识点。
最后,以这一大概念为指引,学生的课程学习活动也分为了三个板块:第一,从宏观角度去了解并观察常见的酸碱盐以及如何指示酸碱盐的酸碱性情况。第二,从微观的角度去理解酸碱盐溶液之间发生的复分解反应,然后从化学的角度写出离子方程式,体现宏观与微观的有效过渡。第三,教师引领学生了解食盐、纯碱、小苏打、碳酸钙等盐类物质在生活中的具体用途,实现知与行的有机统一。通过这样的方式,学生明白化学知识与现实生活之间的紧密联系,将加深思考,基于大概念完成高质量的单元学习实践活动,这样便能够推动学生获得更为深远的发展,让单元整体教学效率得到大幅提升。
二、表征:明晰单元教学目标
初中化学教师可以通过科学合理设计单元整体教学目标的方式表征大概念。表征大概念就是在教师完成单元内容的综合研读后,能够基于大概念明确学生所要学习的具体内容,指明学生学习的过程,表征大概念。在这一环节,教师要在多元且全面的分析中知道自己教的内容及教的方法,这样更能够让教师明确自身实施大单元教学的方式方法,力求推进教学目标的贯彻及落实。教师设计单元整体教学目标时,应该依据学生的实际情况及新课标的具体要求,完成单元教学目标的合理设计,方能让整个大单元教学活动的开展更科学、高效,助力学生高质量发展。
以人教版初中化学课本为例,在教学《自然界的水》一课时,教师就要以教学目标的科学设计表征单元大概念,明确本单元所需教学的内容及所需采用的教学方法。设计教学目标时,教师应该以三维教学目标为根基,融合学科核心素养的相关细则,完成单元整体教学目标的合理制定。
(一)知识与技能
1.了解并认识节约用水及防治水污染的基本措施。
2.了解吸附、沉淀、过滤、蒸馏等净化水的常见方式。
3.通过观察氢气燃烧及水的电解实验现象及水分解的微观示意图,从宏观与微观结合的角度认识水的组成。
4.能够用化学方程式表示一些物质的组成情况。
(二)过程与方法
1.利用“生活用水水费单”认识节约用水及防治水污染的重要性。
2.引领学生展开实验操作探究,使其获得基础的实验技能,了解净化水的基本操作原理以及过程。
3.科学探究水的组成,发展资料收集、分析、归纳和表达的能力,掌握研究物质的过程与方法。
(三)情感态度与价值观
1.能够从化学的角度去认识自然界中的水,明晰水对人们的重要价值,形成珍惜水资源的社会责任感。
2.能够利用化学知识自制简易净水器,学会用化学知识解决生活问题,理解化学学科的实用价值。
3.能够在实验参与的过程中认真观察实验现象,分析并总结实验结果,提升推理论证能力,并发展严谨求真的科学探究精神。
4.能够在知识的学习中初步感受宏观与微观、定性与定量、“结构决定性质,性质决定用途”的学科思想。
如上,教师在设计本单元的教学目标时,以三维目标为根基,其中融合了化学学科的四个核心素养细则,能够帮助学生明确单元整体学习目标及方向。随后教师需要根据学生的知识起点及学习能力,确定单元整体教学中使用的方法,如实验探究法、讨论法、任务式教学法等。这样一来,教师便完成了丰富、多元且高质的单元教学目标设计,有利于指引自身实施更科学的单元教学。
三、转化:合理设计教学问题
转化大概念是实施单元整体教学的第三个环节,在这一过程中,教师要依据具体的大概念内容,科学合理地分解教学内容,并转换为不同的问题,以这些问题为根基,引领学生展开多元化的思考,明确自身的学习方向,并在问题解决的过程中发展自身的学科核心素养。所以教师在实施单元整体教学的过程中,一定要注重单元教学问题的合理设计,将其与教学目标和后续的教学活动一一对应。以此为基础,学生的单元学习才更具有针对性,让整个学习过程以问题为导向,进行多元且全方位思考,激发学习能动性。
以人教版初中化学教材为例,在教学《物质构成的奥秘》一课时,本单元包括三个课题,分别从宏观—元素、微观—分子、原子和离子的角度认识物质。那么教师在实施单元整体教学时,就有必要合理划分模块,科学设计问题情境线,实现大概念的有效转化。
(一)宏观—元素
1.人有不同的形式,类比组成物质的不同元素。
2.探究元素周期表的历史。
3.为什么要用元素符号来表示不同的元素呢?
(二)微观—分子、原子和离子
1.尝试从不同形式家族会有数量不同的孩子、同一家庭成员基因关系、同一家庭的孩子存在差异性等进行类比,总结得出原子结构与各微粒之间的关系、同种元素原子的共同特点以及相对原子质量的概念。
2.自主描述课间跑步与电子层排步的规律。
3.绘制常见元素、三组元素的原子结构示意图。
4.分子的性质能否与原子性质进行类比呢?
5.过氧化氢分解的化学反应是怎样的呢?
如上,教师在设计单元教学问题时并没有细化成具体的问题,而是结合整个单元的教学模块设计了问题情境线。在教学过程中,教师将结合学生的具体表现,有针对性地细化并分解相应的问题,这样才能更好地把控整个教学节奏,有利于实现学生高质量的单元学习。
四、建构:细化单元教学活动
单元教学活动的设计是十分重要的一环,影响着学生的学习质量与效率,也是建构大概念的过程。在实施单元教学活动的过程中,教师有必要进行优化设计,着力于学生主观能动性的发挥,优化教学方法,引领学生更好地参与单元整体学习活动。在活动的引领下,学生将提升自身的知识感知与理解能力,进一步建构化学认知,完成对知识的深度解读。由此,学生的学习能力及素养也将得到大幅提升,获得深层发展。
以人教版初中化学教材为例,在教学《金属和金属材料》一课时,为了帮助学生了解中国冶炼金属的历史,教师可以实现跨学科融合,设计“古滇文物出土记”的大概念,融合单元内容,细化具体的教学活动。
(一)活动一:古滇文物从哪里来?
在这一活动中,教师可以借助多媒体课件,为学生出示古滇及具有代表性的出土文物,如滇王金印、青铜歌俑、铜铁长矛等,让学生在图片的观察中发现这些文物的共性。首先,教师可以为学生引入第一个探究点:这些文物是如何制成的?以问题驱动学生进行自主学习,让学生阅读相关资料,抓住关键点,完成论证推理。
其次,教师可以为学生引入第二个探究点:生活中常见的金属铁是如何制备的呢?选择什么原料来炼铁呢?依旧让学生阅读相应的材料,从环境保护、成本、金属资源利用与保护等方面综合考量选材的问题。
最后,教师可以为学生引入第三个探究点:让学生根据视频了解实验室炼铁的原理、实验步骤、实验现象等核心知识点,并联系现实生活,思考工业炼铁的原理、设备及工艺流程。
以上活动环环相扣,每一个活动背后都紧扣相关知识点,学生在活动中建构起了“存在形式—制备方法—生产应用”的知识体系,学习效率得到大幅提升。
(二)活动二:古滇文物有何不同?
在这一活动中,教师要为学生设计相应的探究点,支撑学生展开高质量的课程活动。
探究点一:尝试从物质组成的视角分析滇王金印、青铜歌俑、铜铁长矛、中国空间站有何不同。教师为学生出示具体图片,让学生关注金属的差异性,从而归纳出不同金属物理性质的共性与特性。
探究点二:为什么要选择这些金属为原材料呢?借助这一探究点,引领学生思考“选择金属材料时需要考虑哪些因素”,帮助学生探究金属性质与用途之间的密切联系,同时从生活的角度兼顾价格、资源、是否美观、是否使用便利、废料是否易于回收和环境保护等因素完成分析。在这一环节,学生将从青铜歌俑、铜铁长矛、中国空间站的“合金”材料着手,分析合金与纯金的区别与联系,从而建立起金属材料性质与性能之间的密切联系。
探究点三:如何保护和修复这些金属文物呢?借助这一探究点,教师要引领学生从这些文物锈蚀程度不同的化学现象进一步探究其隐含的化学原理,启发学生关注不同金属化学性质的差异。随后,学生通过分析不同金属与氧气反应的条件以及现象不同的实验事实,思考现象差异中所蕴含的金属活泼程度强弱差异的本质,掌握比较不同金属活动性的第一个方法。而后教师指引学生通过实验探究不同金属与盐酸、稀硫酸反应的情况,达成对金属与酸反应等核心知识点的认知,借此掌握比较金属活动性的第二个方法。
探究点四:从节约资源的角度出发,思考如何回收清洗液中的金属铁。在这一环节,学生需要自主学习金属与盐溶液的具体反应,并尝试自主设计实验回收金属,展现自主化操作的过程。
在以上活动中,教师指引学生探究不同金属活动的差异,并依托具体的实验引领学生完成实践探究,达成了知与行的协调统一,学生在这一实践活动中扎实根基,体现了自身创新创造的过程,学科核心素养得到大幅提升。
(三)活动三:金属文物的修复与保护
在这一活动中,教师可以为学生出示各种文物出土时的图片,让学生找到共性:大多文物都生锈了。学生以“如何修复并保护金属文物”为探究点,揭示金属腐蚀的原理。
探究点一:探金属之伤。在这一环节,教师引导学生探究铁、铜生锈的条件,并分析铝耐腐蚀的原因,借此建构金属腐蚀条件模型。
探究点二:解金属之困。在这一环节,教师引导学生探究防止金属锈蚀的方式方法,指引学生利用逆向思维总结出生活中防止铁生锈的方法。
探究点三:感金属之美。在这一环节,教师要引领学生实现跨学科整合,利用自身学习到的物理及化学方法为古钱币除锈,从而在实践体验中感悟化学学科的价值,形成社会责任感。
探究点四:惜金属之贵。在这一环节,教师要引导学生展开课后实践调研,探究金属资源的现状,了解保护金属资源的具体措施,并完善自身的调研报告,激活学生的感悟,培育学生的实践参与感。
五、结语
在新课标背景下,初中化学教师在实施教学时应该以大概念为统领,科学合理地设计单元整体教学活动,指引学生完成较高质量的实践探索。对此,教师可以从综合研读单元内容、明晰单元教学目标、合理设计教学问题、细化单元教学活动等环节入手,提炼、表征、转化、建构大概念,激活学生的认知,强化学生的感悟,引领学生获得丰富的学习体验,提升自身的核心素养。